KR102120790B1 - 에어샤프트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정밀한 동작이 가능한 에어샤프트에 관한 것으로,
축 중심에 공기주입로(11)가 형성되고, 공기주입로(11)와 연결되는 복수의 통공(12)이 형성되는 샤프트(10); 샤프트(10)에 끼워지고, 지지부(21)와 경사부(22)가 형성되는 제1 실린더(20); 샤프트(10)에 끼워지고, 양측 내주연에 복수의 결합홈(31)이 형성되며, 결합홈(31)에 스프링(32)이 끼워지는 중심체(30); 중심체(30)를 기준으로 제1 실린더(20)와 대칭되도록 샤프트(10)에 끼워지고, 지지부(21)와 경사부(22)가 형성되는 제2 실린더(25); 실린더(20, 25)와 중심체(30)의 외면에 위치하고, 볼(41)이 위치하는 복수의 볼구멍(42)이 형성되는 케이스(40);를 포함하고, 스프링(32)은 실린더(20, 25)의 일측을 지지하며, 공기주입로(11)와 통공(12)으로 공급되는 공기에 의하여 마주보는 실린더(20, 25)는 중심체(30)가 위치하는 방향으로 이동하고, 지지부(21)에 위치하는 볼(41)은 경사부(22)를 따라 상승한다.

Description

에어샤프트{Air shaft}
본 발명은 원단, 인쇄용지, 금속성 호일, 각종 테이프 및 필름 등과 같은 시트 상의 제품을 지관에 권취하기 위하여 사용되는 에어샤프트에 관한 것이다.
일반적으로 중공심재라고 불리는 지관은 권취장치에 장착되어 일정한 속도로 회전하면서 시트 상의 제품을 그 외주면에 감게 된다. 이때, 상기 지관은 스스로 회전할 수 없으므로 상기 지관에 착탈 가능하게 고정할 수 있는 구조를 갖춘 에어샤프트가 사용된다.
그러나 종래의 에어샤프트는 돌출된 러그를 원위치로 복귀시키기 위하여 파형 스프링(판스프링)을 사용하고, 스프링에 파형을 형성(통상적으로 120°간격으로 형성)하는데 추가적인 파형 형성에 한계가 있으므로, 파형 스프링의 균일한 동작을 기대하기가 어렵다. 즉, 종래의 에어샤프트를 정밀한 동작이 요구되는 장치에 적용할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 에어샤프트는 구조가 복잡하여 제작 및 유지보수에 많은 비용이 소요되는 문제점도 있었다.
대한민국 등록특허 제10-0709106호 대한민국 등록특허 제10-1499638호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 중심체의 내주연에 복수의 결합홈을 형성하고, 상기 결합홈에 각각의 스프링을 형성함으로써, 압축 공기와 복수의 스프링에 의한 실린더의 이동과 복귀가 일률적으로 이루어지고, 볼이 일률적으로 돌출하여 정밀한 에어샤프트의 작동을 기대할 수 있으며, 구조가 단순하고, 조립과 분해가 간편하여 제작, 설치 및 유지 비용이 상당히 감소할 수 있는 에어샤프트를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 에어샤프트의 길이가 길어지더라도 제1 실린더, 중심체, 제2 실린더, 케이스 및 볼을 추가로 형성하여 여전히 정밀한 작동을 기대할 수 있는 에어샤프트를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에어샤프트는, 축 중심에 공기주입로가 형성되고, 상기 공기주입로와 연결되는 복수의 통공이 형성되는 샤프트; 상기 샤프트에 끼워지고, 지지부와 경사부가 형성되는 제1 실린더; 샤프트에 끼워지고, 양측 내주연에 복수의 결합홈이 형성되며, 상기 결합홈에 스프링이 끼워지는 중심체; 상기 중심체를 기준으로 상기 제1 실린더와 대칭되도록 상기 샤프트에 끼워지고, 상기 지지부와 경사부가 형성되는 제2 실린더; 상기 실린더와 중심체의 외면에 위치하고, 볼이 위치하는 복수의 볼구멍이 형성되는 케이스;를 포함하고, 상기 스프링은 상기 제1 및 제2 실린더의 일측을 지지하며, 상기 공기주입로와 통공으로 공급되는 공기에 의하여 마주보는 상기 제1 및 제2 실린더는 상기 중심체가 위치하는 방향으로 이동하고, 상기 지지부에 위치하는 상기 볼은 상기 경사부를 따라 상승한다.
상기 샤프트의 중간부에는 고정단이 형성될 수 있고, 상기 고정단과 제1 실린터의 사이에 이격체가 형성될 수 있으며, 상기 이격체의 외면에 커버가 형성될 수 있다.
상기 샤프트에 연결체가 끼워질 수 있고, 상기 연결체가 상기 제2 실린더의 전방에 위치하며, 상기 연결체의 외면에는 복수의 고정볼이 고정 형성될 수 있으며, 상기 연결체와 샤프트의 전방에 결합단이 형성될 수 있다.
또한, 상기 연결체와 결합단의 사이에 제1 실린더, 중심체, 제2 실린더, 케이스 및 볼이 추가로 형성되거나, 제1 실린더, 중심체, 제2 실린더, 케이스, 볼 및 연결체가 추가로 형성될 수 있다.
본 발명은 중심체의 내주연에 복수의 결합홈을 형성하고, 상기 결합홈에 각각의 스프링을 형성함으로써, 압축 공기와 복수의 스프링에 의한 실린더의 이동과 복귀가 일률적으로 이루어지고, 볼이 일률적으로 돌출하여 정밀한 에어샤프트의 작동을 기대할 수 있으며, 구조가 단순하고, 조립과 분해가 간편하여 제작, 설치 및 유지 비용이 상당히 감소할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 제2 실린더와 결합단의 사이에 제1 실린더, 중심체, 제2 실린더, 케이스 및 볼을 추가로 형성함으로써, 길이가 긴 에어샤프트에서도 여전히 정밀한 작동을 기대할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 에어샤프트의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 에어샤프트의 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 에어샤프트의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 에어샤프트의 볼이 상승한 단면도.
본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 에어샤프트의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 에어샤프트의 분해 사시도이다.
본 발명에 따른 에어샤프트는, 축 중심에 공기주입로(11)가 형성되고, 공기주입로(11)와 연결되는 복수의 통공(12)이 형성되는 샤프트(10); 샤프트(10)에 끼워지고, 지지부(21)와 경사부(22)가 형성되는 제1 실린더(20); 샤프트(10)에 끼워지고, 양측 내주연에 복수의 결합홈(31)이 형성되며, 결합홈(31)에 스프링(32)이 끼워지는 중심체(30); 중심체(30)를 기준으로 제1 실린더(20)와 대칭되도록 샤프트(10)에 끼워지고, 지지부(21)와 경사부(22)가 형성되는 제2 실린더(25); 실린더(20, 25)와 중심체(30)의 외면에 위치하고, 볼(41)이 위치하는 복수의 볼구멍(42)이 형성되는 케이스(40);를 포함하고, 스프링(32)은 실린더(20, 25)의 일측을 지지하며, 공기주입로(11)와 통공(12)으로 공급되는 공기에 의하여 마주보는 실린더(20, 25)는 중심체(30)가 위치하는 방향으로 이동하고, 지지부(21)에 위치하는 볼(41)은 경사부(22)를 따라 상승한다.
도 3은 본 발명에 따른 에어샤프트에서 공기가 주입되지 않는 상태의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 에어샤프트에서 공기가 주입되어 볼이 상승한 상태의 단면도이다.
샤프트(10)의 축 중심에는 공기주입로(11)가 형성되고, 샤프트(10)의 외면에는 공기주입로(11)와 연결되는 복수의 통공(12)이 형성되며, 통공(12)은 실린더(20, 25)의 타측에 연통되고, 샤프트(10)의 중간부에는 원통 형상의 고정단(15)이 형성된다.
샤프트(10)에 끼워지는 제1 실린더(20)에는 원통 형상의 지지부(21)와 테이퍼 형상의 경사부(22)가 형성되고, 중심체(30)를 기준으로 제1 실린더(20)와 대칭되도록 샤프트(10)에 끼워지는 제2 실린더(25)에도 원통 형상의 지지부(21)와 테이퍼 형상의 경사부(22)가 형성된다.
고정단(15)과 제1 실린더(20)의 사이에 이격체(17)가 형성될 수 있고, 이격체(17)에는 통공(12)과 연통되는 복수의 구멍이 형성되며, 이격체(17)의 외면에 커버(18)가 형성될 수 있다. 이때, 이격체(17) 및/또는 커버(18)를 별도로 구비하지 않고, 고정단(15)에 일체로 형성할 수도 있다.
제1 실린더(20)와 제2 실린더(25)의 사이에 위치하는 중심체(30)의 양측 내주연에는 복수의 결합홈(31)이 형성되고, 결합홈(31)에는 각각 스프링(32)이 형성된다. 이때, 스프링(32)은 각각 제1 실린더(20) 및 제2 실린더(25)의 일측을 지지하고, 스프링(32)이 지지하는 제1 실린더(20) 및 제2 실린더(25)의 위치에 결합홈(31)에 대응하는 홈이 추가로 형성되어 스프링(32)의 타단이 상기 홈에 끼워질 수 있으며, 중심체(30)는 샤프트(10)에 나사 결합되어 고정될 수 있다.
제1 실린더(20) 및 제2 실린더(25)의 타측에 공급되는 공기에 의하여 실린더(20, 25)는 중심체(30)가 위치하는 방향으로 동일하게 이동하므로, 제1 실린더(20) 및 제2 실린더(25)는 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.
실린더(20, 25)와 중심체(30)의 외면에 위치하는 케이스(40)에는 각각의 볼(41)이 위치할 수 있는 복수의 볼구멍(42)이 형성되고, 볼구멍(42)에는 테이퍼 형상의 경사면(43)이 형성될 수 있으며, 경사면(43)은 볼(41)과 면접촉할 수 있도록 곡면으로 형성될 수 있다.
공기주입로(11)와 통공(12)으로 공급되는 압축 공기에 의하여 마주보는 실린더(20, 25)는 중심체(30)를 기준으로 마주보는 방향으로 동일하게 이동하며, 지지부(21)에 위치하는 볼(41)은 경사부(22)를 따라 케이스(40)의 볼구멍(42) 또는 경사면(43)에 닿을 때까지 상승하고, 스프링(32)은 압축된다. 공기주입로(11)와 통공(12)으로 공급된 압축 공기가 빠지면, 스프링(32)의 탄성 복원력에 의하여 실린더(20, 25)는 중심체(30)로부터 멀어지는 방향으로 동일하게 이동하여 원위치한다.
샤프트(10)와 제2 실린더(25)의 전방에 위치할 수 있는 결합단(60)을 샤프트(10)에 나사 결합하여 고정할 수 있다. 이때, 요구되는 에어샤프트의 길이에 따라 제2 실린더(25)와 결합단(60)의 사이에 제1 실린더(20), 중심체(30), 제2 실린더(25), 케이스(40) 및 볼(41)을 추가로 형성할 수 있다.
또한, 제2 실린더(25)와 결합단(60)의 사이에 연결체(50)를 형성할 수 있다. 즉, 연결체(50)가 제2실린더(25)의 전방에 위치하도록 샤프트(10)에 연결체(50)를 끼울 수 있고, 연결체(50)의 외면에는 복수의 고정볼(51)을 고정 형성할 수 있으며, 결합단(60)은 샤프트(10)와 연결체(50)의 전방에 형성될 수 있다. 이때, 요구되는 에어샤프트의 길이에 따라 연결체(50)와 결합단(60)의 사이에 제1 실린더(20), 중심체(30), 제2 실린더(25), 케이스(40) 및 볼(41)을 추가로 형성하거나, 연결체(50)와 결합단(60)의 사이에 제1 실린더(20), 중심체(30), 제2 실린더(25), 케이스(40), 볼(41) 및 연결체(50)를 추가로 형성할 수 있다.
결합단(60)의 후단에 위치하는 연결체(50)를 별도로 구비하지 않고, 결합단(60)에 일체로 형성할 수 있다. 또는 결합단(60)의 후단에 위치하는 연결체(50)를 이격체(17) 및 커버(18)와 동일하게 형성하여 대칭되도록 샤프트(10)에 끼울수 있으며, 연결체(50)를 대신하여 대칭되게 형성되는 이격체(17)와 커버(18)를 별도로 구비하지 않고, 결합단(60)에 일체로 형성할 수도 있다.
실린더(20, 25)와 샤프트(10)의 사이, 실린더(20, 25)와 커버(18)의 사이, 실린더(20,25)와 연결체(50)의 사이, 실린더(20,25)와 케이스(40)의 사이, 이격체(17)와 샤프트(10)의 사이, 및/또는 이격체(17)와 커버(18)의 사이 등에 오링(19)을 형성하여 공급된 압축 공기가 새는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 에어샤프트의 기능 및 작용을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 에어샤프트는 중심체(30)의 내주연에 복수의 결합홈(31)을 형성하고, 결합홈(31) 각각에 스프링(32)을 형성함으로써, 압축 공기와 복수의 스프링(32)에 의한 실린더(20, 25)의 이동과 복귀가 일률적으로 이루어지고, 볼(41)이 일률적으로 외부로 돌출하여 정밀한 에어샤프트의 작동이 가능하며, 구조가 단순하고, 조립과 분해가 간편하여 제작, 설치 및 유지 비용이 상당히 감소하는 다양한 긍정적인 효과를 발휘한다.
공기주입로(11)를 통하여 유입된 압축 공기는 통공(12)을 거쳐 제1 실린더(20) 및 제2 실린더(25)의 타측에 도달하고, 실린더(20, 25)를 중심체(30)가 위치하는 방향으로 동일하게 이동시키면서 스프링(32)을 압축한다. 이때, 지지부(21)에 위치하는 복수의 볼(41)은 경사부(22)를 따라 케이스(40)의 볼구멍(42) 또는 경사면(43)에 닿을 때까지 케이스(40)의 외면으로 동일한 높이로 돌출하고, 돌출된 볼(41)은 지관의 내면에 균일하고 견고하게 압착된다.
공기주입로(11)와 통공(12)으로 공급된 압축 공기가 빠지면, 스프링(32)의 탄성 복원력에 의하여 실린더(20, 25)는 중심체(30)로부터 멀어지는 방향으로 동일하게 이동한 후에 원위치하고, 돌출된 볼(41)도 하강하여 원위치한다.
중심체(30)의 양측 내주연에 등간격으로 복수의 스프링(32)이 형성되어 실린더(20, 25)의 일측을 균일하게 지지하므로, 압축 공기 및 복수의 스프링(31)에 의한 실린더(20, 25)의 이동과 복귀가 일률적으로 이루어져 정밀한 에어샤프트의 작동을 기대할 수 있고, 에어샤프트의 정밀한 작동에 의하여 본 발명에 따른 에어샤프트가 적용된 기계의 정밀한 작동 역시 기대할 수 있는 것이다.
또한, 연결체(50)와 결합단(60)의 사이에 제1 실린더(20), 중심체(30), 제2 실린더(25), 케이스(40) 및 볼(41)을 추가로 형성하거나, 제1 실린더(20), 중심체(30), 제2 실린더(25), 케이스(40), 볼(41) 및 연결체(50)를 추가로 형성함으로써, 길이가 긴 에어샤프트에서도 정밀한 작동을 나타내는 탁월한 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 샤프트 11: 공기주입로
12: 통공 15: 고정단
17: 이격체 18: 커버
20: 제1 실린더 21: 지지부
22: 경사부 25: 제2 실린더
30: 중심체 31: 결합홈
32: 스프링 40: 케이스
41: 볼 42: 볼구멍
43: 경사면 50: 연결체
51: 고정볼 60: 결합단

Claims (5)

  1. 축 중심에 공기주입로(11)가 형성되고, 상기 공기주입로(11)와 연결되는 복수의 통공(12)이 형성되는 샤프트(10);
    상기 샤프트(10)에 끼워지고, 지지부(21)와 경사부(22)가 형성되는 제1 실린더(20);
    상기 샤프트(10)에 끼워지고, 양측 내주연에 복수의 결합홈(31)이 형성되며, 상기 결합홈(31)에 스프링(32)이 끼워지는 중심체(30);
    상기 중심체(30)를 기준으로 상기 제1 실린더(20)와 대칭되도록 상기 샤프트(10)에 끼워지고, 상기 지지부(21)와 경사부(22)가 형성되는 제2 실린더(25);
    상기 실린더(20, 25)와 중심체(30)의 외면에 위치하고, 볼(41)이 위치하는 복수의 볼구멍(42)이 형성되는 케이스(40);를 포함하고,
    상기 스프링(32)은 상기 실린더(20, 25)의 일측을 지지하며,
    상기 공기주입로(11)와 통공(12)으로 공급되는 공기에 의하여 마주보는 상기 실린더(20, 25)는 상기 중심체(30)가 위치하는 방향으로 이동하고, 상기 지지부(21)에 위치하는 상기 볼(41)은 상기 경사부(22)를 따라 상승하며,
    상기 샤프트(10)의 중간부에는 고정단(15)이 형성되고, 상기 고정단(15)과 제1 실린터(20)의 사이에 이격체(17)가 형성되며, 상기 이격체(17)의 외면에 커버(18)가 형성되는 것을 특징으로 하는 에어샤프트.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트(10)에 연결체(50)가 끼워지고, 상기 연결체(50)가 상기 제2 실린더(25)의 전방에 위치하며, 상기 연결체(50)의 외면에는 복수의 고정볼(51)이 고정 형성되는 것을 특징으로 하는 에어샤프트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연결체(50)와 샤프트(10)의 전방에 결합단(60)이 형성되는 것을 특징으로 하는 에어샤프트.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 연결체(50)와 결합단(60)의 사이에 제1 실린더(20), 중심체(30), 제2 실린더(25), 케이스(40) 및 볼(41)이 추가로 형성되거나, 상기 연결체(50)와 결합단(60)의 사이에 제1 실린더(20), 중심체(30), 제2 실린더(25), 케이스(40), 볼(41) 및 연결체(50)가 추가로 형성되는 것을 특징으로 하는 에어샤프트.
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